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Modelling the potential geographic distribution of invasive ant species in New Zealand.
By Darren F. Ward (2007), in Biological Invasions, 9 : 723-735.
University of Auckland, New Zealand.
Article de modélisation
Quelles sont les tendances de propagation de six espèces de fourmis introduites et invasives en
Nouvelle Zélande ?
Jean-David CHAPELIN-VISCARDI Master 2 Recherche BIOECO
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
150 espèces de fourmis transportées de manière accidentelle par l’Homme sur le globe (chiffre sous-estimé)
McGlynn, 1999
Fourmis invasives ont une action forte sur l’économie et l’écologie : → impact sur l’agriculture, la santé publique et le fonctionnement des écosystèmes Mack et al., 2000 ; Ward & Harris, 2005
→ Importance de modéliser l’expansion potentielle de ces espèces invasives
Contexte myrmécologique
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Paramètres influençant la distribution des fourmis : paramètres abiotiques (température, humidité et pluies) paramètres biotiques (microhabitat, compétition interspécifique, dispersion)
Les études antérieures indiquent que le climat est le facteur essentiel dans l’expansion des fourmis
→ pas de prise en compte des facteurs biotiques
Hölldobler & Wilson, 1990 ; Kaspari et al., 2000
Contexte myrmécologique
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Répartition actuelle
28 espèces de fourmis invasives en Nouvelle Zélande
Arrivées depuis les années 1870
Concentration au Nord
Introduction par trafic maritime (Port d’Auckland, Port de Tauranga)
Tendance actuelle: dispersion le long des côtes
Répartition actuelle des fourmis invasives en Nouvelle Zélande, d’après Ward, 2007.
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Echantillonnage
Récolte de données par consultation d’une base de données en ligne (d’après les collections de référence des Museum de Nouvelle Zélande et des données de naturalistes locaux), au total : 2 000 localités
Relation significative entre la date d’arrivée des espèces exogènes et la répartition actuelle sur l’île
Nombre de régions colonisées en fonction de la date d’arrivée des fourmis invasives, d’après Ward, 2007.
6 espèces choisies pour la modélisation (fonction des connaissances éco biologiques et ancienneté sur l’île)
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Hyménoptères Formicidae étudiés
Ochetellus glaber (Mayr, 1862)
Originaire du Japon
Clichés : Alex Wild (2005)
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Pheidole rugosula Forel, 1902
Hyménoptères Formicidae étudiés
Cliché : Alex Wild (2005)
Paratrechia sp.
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Iridomyrmex sp.
Origine actuellement inconnue
Hyménoptères Formicidae étudiés
Clichés : Alex Wild (2005)
Taille de la fourmilière :
3 x 4 mètres !
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Technomyrmex albipes (F.Smith, 1861)
Hyménoptères Formicidae étudiés
Clichés : Alex Wild (2005)
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Tetramorium grassii Emery, 1895
Originaire d’Afrique du Sud
Hyménoptères Formicidae étudiés
Cliché : Alex Wild (2005)
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Modélisation19 variables climatiques mises à disposition par les stations météorologiques
Après analyse statistique, 10 variables jouent un rôle significatif en ces latitudes, dans la dynamique d’expansion des fourmis
Affectation de différentes variables selon l’espèce étudiée (fonction des connaissances de la biologie de l’espèce et de l’importance de la variable)
Quelques variables :
• Température annuelle moyenne [1]• Écart des températures mensuelles [2]• Max. de température du mois le plus chaud [5]• Précipitations du mois le plus sec [14]
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Les différents modèles
BIOCLIM (Nix, 1986):
Similarité climatiques entre aire de répartition actuelle et aire potentielle
DOMAIN (Carpenter et al., 2003)
Similarités climatiques + notion d’écosystèmes de référence
MAXENT (Phillips et al., 2006)
Similarités climatiques + notion d’écosystèmes de référence + aspect de présence / absence des espèces
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Comparaison
BIOCLIM → sous estimation de l’expansion des fourmis invasives → forte probabilité d’erreur
DOMAIN → modèle assez bon → erreur possible mais faible
MAXENT → modèle bon (plus de variables prises en compte) → erreur faible
Haut : performance du modèle selon l’espèce considérée
Bas : probabilité d’erreur du modèle selon l’espèce considérée, d’après Ward, 2007.
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Comparaison
BIOCLIM n’est pas approprié (sous estimation)
MAXENT = DOMAIN car les différences ne sont pas significatives
Haut : performance du modèle selon l’espèce considérée
Bas : probabilité d’erreur du modèle selon l’espèce considérée, d’après Ward, 2007.
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Expansion
Modélisation selon DOMAIN, de l’expansion des fourmis invasives en Nouvelle Zélande, d’après Ward, 2007
Les six fourmis vont coloniser la quasi-totalité de l’île du nord
Colonisation qui continuera le long des côtes
Iridomyrmex sp. et Tetramorium grassii ont peu de chance de coloniser l’île du Sud
Les autres peuvent s’installer dans les zones sèches de l’île du Sud (intolérance au climat froid d’altitude)
Globalement, le modèle indique qu’elles vont, au minimum multiplier par deux leur aire de répartition actuelle.
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
ConclusionL’article indique que :
• BIOCLIM non adapté à la modélisation d’expansion des fourmis (sous estimation)• MAXENT et DOMAIN, modèles bons, statistiquement similaires• la nécessité de connaissance plus complète des espèces invasives• situation très problématique car expansion importante des fourmis
Problème!Pas de prise en compte des paramètres biotiques, pourtant si important dans la colonisation des territoires par Linepithema humile (fourmi d’Argentine) !
Nécessité d’intégrer des variables biotiques et abiotiques pour réaliser un modèle d’expansion plus robuste
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Réactions en N-Z
Mise en place de « cages » expérimentales, cliché : Alex Wild (2005)
Danger principal en Nouvelle Zélande : modification des écosystèmes
→ 11 espèces indigènes peu compétitrices vs 28 espèces invasives et compétitrices
Lutte chimique inefficace (éradication jamais totale)
Programmes de recherche afin d’approfondir les connaissances de l’écologie et biologie des espèces invasives
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Réactions en NZ
Cartographies régulières des fourmis
Sensibilisation du public par de nombreux communiqués
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Au final …
Encore un exemple d’une prise de conscience trop tardive de l’impact des invasions biologiques sur l’écologie et l’économie (premières arrivée en 1870!)
En France, que faire de nos deux plus grands insectes colonisateurs du moment ???
Linepithema humile (fourmi d’Argentine), cliché Alex Wild, 2005.
Harmonia axyridis (coccinelle asiatique multicolore),
cliché Internet.
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Introduction Matériels et méthodes Résultats Prévisions Conclusion
Bibliographie
Carpenter G, Gillison AN, Winte J (1993) DOMAIN: a flexible modeling procedure for mapping potential distributions of plants, animals. Biodivers Conserv 2:667–680.Hödobler B, Wilson EO (1990) The ants. Harvard University Press, Cambridge.Kaspari M, Alonso A, O’Donnell S (2000) Three energy variables predict ant abundance at a geographical scale. Proc R Soc Lond B 267:485–489.Mack RN, Simberloff D, Lonsdale WM, Evans H, Clout MN, Bazzaz FA (2000) Biotic invasions: casues, epidemiology, global consequences, and control. Ecol Appl 10:689–710.McGlynn TP (1999) The worldwide transfer of ants: geographical distribution and ecological invasions. J Biogeogr 26:535–548. Nix H (1986) A biogeographic analysis of Australian Elapid snakes. In: Longmore R (ed) Snakes: atlas of Elapid snakes of Australia. Bureau of Flora and Fauna, Canberra.Phillips SJ, Anderson RP, Schapire RE (2006) Maximum entropy modeling of species geographic distributions. Ecol Modell 190:231–259.Ward DF, Harris R (2005) Invasibility of native habitats by Argentine Ants, Linepithema humile, in New Zealand. N Z J Ecol 29:215–219.
Merci à Alex Wild (Department of Entomology, University of Arizona) pour les photographies!
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Merci de votre attention
Myrmica gulosa attaquant un pauvre petit charançon (Coleoptera, Curculionidae)